C标准兼容实现中，是否存在类型双关行为一致的特定类型或值？

类型双关（type-punning）指将一种类型的底层二进制位重新解释为另一种类型，这类操作通常行为不可预测，不具备可移植性。

典型不可移植示例 #

浮点与整数的类型双关 #

union {
    unsigned u;
    float f;
} c = {.u = 10};
float f = c.f;

这段代码不具备可移植性，最终结果完全取决于目标平台的float表示方式。

字节数组与短整数的类型双关 #

union {
    unsigned char c[2];
    unsigned short s;
} c = {.c = {1, 2}};
short s = c.s;

这段代码同样不可移植，结果由CHAR_BIT的值和系统字节序（endian）共同决定。

特殊数值下的类型双关是否具备标准可移植性？ #

当所有<stdint.h>类型都已定义时，以下几种特殊数值的类型双关操作，是否能得到C标准保证的可移植结果？

示例1：字节数组赋值后读取16位整数 #

union {
    uint8_t b[2];
    uint16_t w;
} c = {.b = {0x18, 0x18}};
assert(c.w == 0x1818);

示例2：16位整数赋值后读取字节数组 #

union {
    uint8_t b[2];
    uint16_t w;
} c = {.w = 0x1818};
assert(c.b[0] == 0x18 && c.b[1] == 0x18);

示例3：扩展到32位整数的情况 #

union {
    uint16_t w[2];
    uint32_t l;
} c = {.w = {0x1818, 0x1818}};
assert(c.l == 0x18181818);

这些示例中，赋值的数值是"循环"的——无论大端、小端还是其他特殊字节序，二进制表示的每一段都是相同的；再加上<stdint.h>中的类型保证了指定位宽、无陷阱表示和填充位，从逻辑上看似乎不会出现不可移植行为，断言应该总能成立。但C标准是否明确保证这一点？是否存在符合C99标准的特殊实现，会导致断言失败？

C标准的相关规定与结论 #

C标准明确说明，读取union的非活跃成员时，会将其底层二进制位重新解释为目标类型的表示。结合<stdint.h>类型的特性分析：

• uint8_t、uint16_t、uint32_t被标准强制要求无填充位，且位宽恰好等于命名中的数值（比如uint16_t就是16位无符号整数）；
• 这些类型不存在陷阱表示，任何二进制位组合都是有效的值。

对于上述特殊数值的情况，无论字节序如何排列，组成更大整数的每一段二进制位都是相同的。比如0x18重复两次组成16位整数时，不管是大端还是小端，最终的16位整数都是0x1818；32位的情况同理。

从C99标准的定义来看，不存在符合标准的实现会让这些断言失败：

1. <stdint.h>类型保证了位宽和无填充，union的两个成员会占用完全相同的二进制存储空间；
2. 数值的每一段都是相同的，字节序不会改变最终的整体数值；
3. 标准允许通过union进行类型双关的位重新解释，且这些类型无陷阱表示，所有位组合都是合法值。

因此这些示例的行为是C99标准保证的可移植行为，任何符合C99标准的实现都应该让断言成立。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者CPlus